Вопрос 106

Будем называть прямым процессом в автогенераторе процесс, в результате которого напряжение возбуждения с амплитудой Uym вызывает в анодной цепи ток с амплитудой первой гармоники Ia1m, а обратным процессом в автогенераторе будем называть процесс, в результате которого выходное напряжение, действуя на цепь обратной связи, вызывает на сетке напряжение возбуждения U’ym.

Прямой процесс оценивается коэфициентом усиления собственно усилителя Uam/Uym, а обратный процесс оценивается коэфициентом передачи цепи обратной связи β=U’ym/Uam. Произведение K и β = U’ym/Uym называется комплексным коэфициентом передачи напряжения по замкнутому контуру генератора или петлевым коэфициентом уселения.

Формально пополнение энергии в RLC контуре можно рассматривать как внесение в него отрицательного активного сопротивления потерь. Тогда получается, что в стадии самовозбуждения результирующее сопротивление контура будет меньше 0, а в стадии стационарного процесса суммарное сопротивление потерь будет равно 0.

Вопрос 107

Условия стационарности и самовозбуждения генератора. В стационарном режиме комплексное напряжение обратной связи и исходное напряжение возбуждения должны быть равны между собой, а следовательно комплексный петлевой коэфициент усиления будет равен 1. Выразим Kβ через модули K и β и общий аргумент Kβ=KB * e^jϕ.

Тогда условие стационарности распадается на 2 условия:

1. Условие баланса амплитуд

2. Условие баланса фаз

Первое условие удовлетворяется, если усилитель увеличивает амплитуду колебаний во столько раз, во сколько раз цепь обратной связи её уменьшает, а второе условие означает что обратная связь должна быть положительна.

Фазовый угол ϕ складывается из следующих составляющх:

Из фазового угла сдвига первой гармоники анодного тока относительно напряжения на управляющей сетке ϕа.

Из угла сдвига фазы между напряжением на контуре и первой гармоники анодного тока ϕк.

Угла π, на который сдвинуто анодное напряжение относительно контурного.

Угла сдвига фазы между напряжением обратной связи и анодным напряжением ϕβ.

В ламповых автогенераторах, за исключением работающих в диапазоне СВЧ первая гармоника анодного тока синфазна напряжению на управляющей сетке, а RLC контур настроен в резонанс с первой гармоникой ϕа=ϕк=0. Тогда условие баланса фаз принимает вид ϕа+ϕк+π+ϕβ=π+ϕβ=0.2π…

То есть это условие сводится к тому, что ϕβ=+-π.

Это означает, что цепь обратной связи должна обеспечивать противофазность напряжений на управляющей сетке и на аноде.

Указаные фазовые сдвиги наиболее выгодны так как им соответствует наибольшее торможение электронного потока переменой составляющей электрического полямежду анодом и катодом, а это обеспечивает максимальную колебательную мощность в анодном контуре генератора.\

Условие баланса амплитуд можно записать в следубщем виде: β=1/K.

Запишем выражение коэфициента усиления нелинейного резонансного усилителя в следующем виде: K=Uam/Uym=(Iam*Rвх)/Uym=Rвх/D(Ri’+Rвх) тогда условие баланса фаз запишется в виде β=1/K=D(Ri’+Rвх)/Rвх=D(1+Ri’/Rвх)=D+ai/(S*Rвх)

Из последнего выражения видно что βкр соответствует наименьшее значение ai=1.

Коэфициент ai (коэфициент Берга) равен 1 при угле отсечьки 180 градусов. Тоесть в линейном режиме когда амплитуда колебаний ещё очень мала. Как только амплитуда этих колебаний выходит за пределы линейной части характеристики коэфициент Берга возрастает и критической связи оказывается недостаточно для существования колебаний. Следовательно при балансе амплитуд коэфциент обратной связи должен быть больше критического. По этому проницамость должна быть минимальной, а крутизна характеристики и входное сопротивление контура должны быть максимальны.

Вопросы: